JPH09282088A

JPH09282088A - トラックボール

Info

Publication number: JPH09282088A
Application number: JP8087839A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Oishi; 宏明大石; Hajime Yano; 肇矢野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-04-10
Filing date: 1996-04-10
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】トラックボールにクリック感を持たせる。【解決手段】トラックボール１の外周に接するローラ
４，５を介して、トラックボール１のＸ／Ｙ方向の回転
移動量を検出するロータリエンコーダ６，７に、それぞ
れクリック機構１１，１２を設けて、トラックボール１
の回転のクリック感を与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイの画
面上に表示された画像の表示座標を予備表示するポイン
タの座標を設定するためのトラックボールに関し、特
に、クリック手段を設けることによりポインタの位置決
めを容易にできるようにしたトラックボールに関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータなどのディスプレイの画面
上に表示された画像の表示座標を予備表示するポインタ
の座標を設定するためには、通常いわゆるマウスが使用
される。しかし、ノートパソコンなどの携帯情報機器で
はマウスの使用が困難なため、従来からマウスの代わり
にトラックボールを使用していた。

【０００３】図１２に従来のトラックボールの一例の構
成を示す。図１２において、図示しない機器本体に全方
向に回転の自由度を持って保持されたトラックボール１
の外周には、直交する半径に対して直角の方向にそれぞ
れ回転軸２，３を有する１対のローラ４，５が当接して
いる。回転軸２，３の一端には、それぞれ検出手段とし
てのロータリエンコーダ６，７が設けられており、トラ
ックボール１を指などで回転したときのＸ，Ｙ方向の移
動量を、それぞれロータリエンコーダ６，７で検出する
ようになっている。ロータリエンコーダ６，７が検出し
たトラックボール１のＸ，Ｙ方向の移動量の信号によ
り、図示しないディスプレイ上のポインタが移動する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、携帯用
情報機器は、単に移動可能で、移動した場所の机上など
に載置して使用するだけでなく、移動中の車内や、立っ
たまま持ちながら使用するという使い方が増えてきた。
机上などに載置して使用する場合にはあまり問題はない
が、移動しながら使用する使用環境では、トラックボー
ル１は回転の自由度がありすぎるため、ディスプレイ上
のポインタを目的の位置に思うように移動できなかった
り、目的の位置に保持しておきたいのに動いてしまった
りして、操作性が悪いという問題があった。

【０００５】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、情報機器のディスプレイ上のポインタの位
置決めを容易に行うことのでき、適度のクリック感を得
ることのできるトラックボールを提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のトラッ
クボールは、トラックボールの回転を節動するクリック
手段を設けたことを特徴とする。

【０００７】請求項１に記載のトラックボールにおいて
は、クリック手段がトラックボールの回転を節動し、ポ
インタを目的の位置に移動し、保持することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のトラックボールの
実施例を図面を参照して説明する。図１乃至図１１に本
発明の第１乃至第３の実施例の構成を示す。これらの図
において、図１２に示す従来の場合と対応する部分には
同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。

【０００９】図１、図２及び図３は、それぞれ本発明の
第１の実施例の構成を示す平面図、正面図、及びクリッ
ク機構の側面図である。本実施例によるトラックボール
の基本構造は、図１２に示す従来と変わらないが、ロー
タリーエンコーダ６，７に、それぞれクリック手段とし
てのクリック機構１１，１２が付加されている。なお、
トラックボール１は、情報機器の筐体１３に全方向に回
転自在に保持されており、トラックボール１の上部は、
筐体１３の上面に形成された円形の開口部１３ａから上
方に突出している。

【００１０】クリック機構１１は、回転軸２がロータリ
エンコーダ６から外側に突出した一端に同心上に固定さ
れ、図３に示すように、外周に所定のピッチで凹凸が形
成された円板１４と、一端が筐体１３に固定され、他端
の折曲部１５ａが円板１４の外周に弾性的に当接する板
ばね１５とから構成されている。そして、ローラ４と同
期して円板１４が回転すると、板ばね１５の折曲部１５
ａが円板１４の外周に形成された凹部に係合したとき
に、円板１４がその位置で弾性的に保持され、クリック
感が得られる。クリック機構１２についても同様であ
る。

【００１１】図４に、上記のトラックボール１を有する
携帯用ナビゲーション装置の一例の構成を示す。筐体１
３の上面には、地図画像が表示されたディスプレイ１６
が設けられており、筐体１３の上面の一隅にはトラック
ボール１が、他の一隅にはスイッチ１７がそれぞれ配置
されている。ディスプレイ１６には、Ｘ，Ｙ方向に所定
のピッチで正方格子が設けられており、かつ地図画像と
して例えば道路画像１８が表示されている。

【００１２】上記のように構成されたナビゲーション装
置において、トラックボール１をＸ方向に回転させる
と、図１に示すローラ４が回転し、ロータリエンコーダ
６によりＸ方向移動量が検出され、同時にクリック機構
１１が作用する。同様に、トラックボール１をＹ方向に
回転させるとローラ５が回転し、ロータリエンコーダ７
によりＹ方向移動量が検出され、同時にクリック機構１
２が作用する。また、トラックボール１を斜め方向に回
転させると、ロータリエンコーダ６，７により、それぞ
れＸ方向移動量及びＹ方向移動量が検出され、同時にク
リック機構１１，１２が作用する。

【００１３】ロータリエンコーダ６，７によりそれぞれ
検出されたトラックボール１のＸ方向及びＹ方向の移動
量の信号に連動して、図４に示すポインタ１９が移動す
る。このとき、クリック機構１１，１２の円板１４の外
周に形成された凹凸のピッチをディスプレイ１６に設け
られた正方格子のピッチに対応させておくことにより、
ポインタ１９を正方格子の交点毎に動かすことができ
る。

【００１４】本実施例によれば、トラックボール１のク
リック感が得られるとともに、ポインタ１９を所定のピ
ッチで移動させ、その位置に保持することができる。ま
た、ディスプレイに等間隔で並ぶメニューなどが表示さ
れている情報機器においては、所望のメニューを確実に
選択することができる。

【００１５】上記実施例では、クリック機構１１，１２
のクリックピッチが同一の場合について説明したが、ク
リックピッチは非同一であってもよく、クリック機構１
１，１２はいずれか一方のみ設けてもよい。また、クリ
ックピッチを可変とする変換手段としては、外周に異な
るピッチの凹凸が形成された他の円板を、回転軸２，３
に変換して取り付ける方法がある。

【００１６】さらに、クリック機構１１，１２の作動、
非作動を切り換える切換手段としては、例えば図５に示
すように、筐体１３に送りネジ２０を螺着し、送りネジ
１６の先端を板ばね１５に当接させる方法がある。すな
わち、送りネジ２０を回転して先端で板ばね１５を押
し、折曲部１５ａを円板１４の外周から離脱させること
により、クリック機構１１，１２を非作動とすることが
できる。この場合は、ディスプレイ１６上のポインタ１
９を連続的に移動させることができる。なお、切換手段
としてクラッチなどを用いてもよい。

【００１７】上述したように、クリック機構１１，１２
のクリックピッチを非同一としたり、クリック機構１
１，１２をＸ，Ｙ方向のロータリエンコーダ６，７のい
ずれか一方にのみ設けたり、クリックピッチを可変とし
たり、クリック機構１１，１２の作動、非作動の切り換
えを行ったりすることにより、ディスプレイ１６上に表
示された画面に応じたポインタ１９の最適な移動が可能
となる。

【００１８】図６及び図７は、それぞれ本発明の第２の
実施例の構成を示す平面図及び一部断面正面図である。
図６，７において、トラックボール１の表面の全面に
は、例えばゴルフボールのディンプルのような変曲面と
しての多数の凹部２１が所定のピッチで形成されてい
る。また、トラックボール１に対向して、小球２２が配
置されている。小球２２は、筐体１３に固定された円筒
状の支持筒２３に支持されており、支持筒２３内には小
球２２と底面との間にコイルバネ２４が装着されてい
る。そして、小球２２は、コイルバネ２４により、トラ
ックボール１の表面に当接付勢されている。

【００１９】トラックボール１が回転すると、小球２２
がトラックボール１の表面に形成された凹部２１に入り
込んだり抜け出したりし、その都度トラックボール１の
回転抵抗が変化して、クリック感が得られる。

【００２０】本実施例によっても、第１の実施例の場合
と同様の効果を得ることができる。

【００２１】上記実施例においては、小球２２がトラッ
クボール１の凹部２１に入り込んだ状態で発生する保持
力は、トラックボール１を点支持しているだけなので、
この点を中心とする回転に対しては拘束力がない。これ
による悪影響を防ぐには、小球２２の位置を、ローラ
４，５とトラックボール１との２個所の接触点とトラッ
クボール１の中心とにより構成される平面へのボール中
心からの垂線上とすればよい。このようにすれば、小球
２２の支持点を中心としてトラックボール１を回転した
ときに、トラックボール１は、ローラ４，５の軸方向に
摺接移動して回転力を与えない。従って、Ｘ，Ｙ方向の
移動量は変化しない。

【００２２】なお、小球２２をトラックボール１の凹部
２１の間隔に合わせて複数個設置すれば、トラックボー
ル１の回転方向の自由度を拘束することができる。

【００２３】上記実施例では、クリック機構をトラック
ボール１の表面全体に形成された多数の凹部２１と、コ
イルバネ２４によりトラックボール１の表面に当接付勢
された小球２２とで構成した場合について説明したが、
小球２２及びコイルバネ２４の代わりに、一端が筐体１
３に固定され、開放された他端に凹部２１に係合可能な
半球状の凸部が形成された板バネを用いてもよい。ま
た、変曲面は、凹部２１に限定されず、他の形状であっ
てもよい。

【００２４】図８乃至図１０は、それぞれ本発明の第３
の実施例の構成を示す平面図、正面図及びトラックボー
ル１への着磁状態を示す説明図である。トラックボール
１の表面全面には、所定の間隔でＮ極とＳ極とが交互に
着磁されている。トラックボール１の外周には、固定磁
極としての永久磁石３１が配置されており、永久磁石３
１のＮ極が、トラックボール１の外周に相対している。
永久磁石３１のＮ極とトラックボール１の外周とは接触
せず、かつ充分な磁力がトラックボール１に届く距離に
配置されている。

【００２５】トラックボール１が回転すると、永久磁石
３１に近接するボール表面の極性は、Ｎ→Ｓ→Ｎ→Ｓと
変化する。このとき、近接した極性がＮ極であれば反発
力が、Ｓ極であれば吸着力がそれぞれ生じ、トラックボ
ール１はクリック感を持つことになる。

【００２６】本実施例によっても、第１の実施例の場合
と同様の効果を得ることができる。なお、永久磁石３１
は、Ｓ極がトラックボール１の外周に相対してもよい。

【００２７】本実施例においても、第２の実施例の場合
と同様に、永久磁石３１による吸着力は、トラックボー
ル１を点支持しているだけなので、この点を中心とする
回転に対しては拘束力はない。これによる悪影響を防ぐ
には、第２の実施例の場合と同様に、永久磁石３１の位
置を、ローラ４，５とトラックボール１との２個所の接
触点とトラックボール１の中心とにより構成される平面
へのボール中心からの垂線上とすればよい。このように
すれば、永久磁石３１の吸着力による点支持を中心とし
てトラックボール１を回転しても、Ｘ，Ｙ方向の移動量
は変化しない。

【００２８】なお、永久磁石３１をトラックボール１の
着磁間隔に合わせて複数個設置すれば、トラックボール
１の回転方向の自由度を拘束することができる。

【００２９】上記実施例では、図１０に示すように、ト
ラックボール１の表面全面にＮ極とＳ極とを交互に着磁
した場合について説明したが、図１０に示す着磁位置に
着磁する代わりに、磁性体を埋め込んでも同様の効果が
得られる。この場合、トラックボール１の表面に着磁し
た場合に発生する砂鉄などの磁性体の付着を防ぐことが
できる。

【００３０】図１１に、本発明の第３の実施例の変形例
の構成を示す。図１１において、トラックボール１の直
径上の対向する外周には、それぞれＮ極とＳ極とが着磁
されている。また、固定磁極４１を半球のカップ状に形
成し、固定磁極４１の内周面の全面に、図１０に示すよ
うに、所定の間隔でＮ極とＳ極とを交互に着磁する。そ
して、固定磁極４１をトラックボール１の外周に所定の
間隔を置いて同心上に配置する。このような構成によっ
ても、図８乃至図１０に示す実施例の場合と同様の効果
を得ることができる。

【００３１】なお、固定磁極４１を半球のカップ状に形
成する代わりに、複数個の永久磁石を図１０に示す着磁
位置に配置してもよい。この場合、隣接する永久磁石の
Ｎ極とＳ極とを交互にトラックボール１に対向させる。

【００３２】上記各実施例に示した永久磁石は電磁石で
あってもよく、電磁石に置き換えることにより、クリッ
ク感の有無を容易に選択することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
トラックボールによれば、トラックボールの回転を節動
するクリック手段を設けたので、トラックボールを回転
するときにクリック感が得られ、トラックボールに連動
する画面上のポインタなどの位置決めが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトラックボールの第１の実施例の構成
を示す平面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図１のクリック機構の一例の構成を示す側面図
である。

【図４】図一のトラックボールを有する携帯用ナビゲー
ション装置の一例の構成を示す外観斜視図である。

【図５】図１のクリック機構の他の一例の構成を示す側
面図である。

【図６】本発明のトラックボールの第２の実施例の構成
を示す平面図である。

【図７】図６の正面図である。

【図８】本発明のトラックボールの第３の実施例の構成
を示す平面図である。

【図９】図８の正面図である。

【図１０】図８のトラックボールへの着磁状態を示す説
明図である。

【図１１】本発明のトラックボールの第３の実施例の変
形例の構成を示す説明図である。

【図１２】従来のトラックボールの一例の構成を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１トラックボール，６，７ロータリエンコーダ
（検出手段），１１，１２クリック機構（クリック
手段），１９ポインタ，２１凹部（変曲面），
２２小球，２４コイルバネ（付勢手段），３
１永久磁石（固定磁極），４１固定磁極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスプレイの画面上に表示された画像
の表示座標を予備表示するポインタの座標を指操作によ
り設定するために設けられ、直交する２方向の移動量を
検出する検出手段を有し、全方向に回転の自由度を持つ
トラックボールにおいて、前記トラックボールの回転を節動するクリック手段を設
けたことを特徴とするトラックボール。
【請求項２】前記クリック手段は、前記１対の検出手
段の少なくとも一方に設けられたことを特徴とする請求
項１に記載のトラックボール。
【請求項３】前記検出手段に設けられたクリック手段
のクリックピッチを非同一としたことを特徴とする請求
項２に記載のトラックボール。
【請求項４】前記クリック手段の作動、非作動を切り
換える切換手段を設けたことを特徴とする請求項２に記
載のトラックボール。
【請求項５】前記クリック手段のクリックピッチを可
変とする変換手段を設けたことを特徴とする請求項２に
記載のトラックボール。
【請求項６】前記クリック手段は、前記トラックボー
ルの表面に形成された変曲面と、付勢手段により前記トラックボールの表面に当接付勢さ
れる少なくとも１個の小球とからなることを特徴とする
請求項１に記載のトラックボール。
【請求項７】前記小球を、前記検出手段と前記トラッ
クボールとの２個所の接触点と、前記トラックボールの
中心とにより構成される平面へのボール中心を通る垂線
上に配置したことを特徴とする請求項６に記載のトラッ
クボール。
【請求項８】前記クリック手段は、前記トラックボー
ルと磁気結合可能な固定部材を備えることを特徴とする
請求項１に記載のトラックボール。
【請求項９】前記トラックボールは外周に多極着磁さ
れ、前記固定部材は前記トラックボールの外周に対向し
て配置された少なくとも１個の固定磁極であることを特
徴とする請求項８に記載のトラックボール。
【請求項１０】前記固定磁極を、前記検出手段と前記
トラックボールとの２個所の接触点と、前記トラックボ
ールの中心とにより構成される平面へのボール中心を通
る垂線上に配置したことを特徴とする請求項９に記載の
トラックボール。
【請求項１１】前記トラックボールは直径上の対向す
る外周に双極着磁され、前記固定部材は前記トラックボ
ールの外周に対向して半球状に配置された複数個の固定
磁極であることを特徴とする請求項８に記載のトラック
ボール。
【請求項１２】前記固定磁極はＯＮ−ＯＦＦ可能な電
磁石であることを特徴とする請求項９または１１に記載
のトラックボール。